喷灌是一种高效节水灌溉方式,喷头是喷灌系统的关键部分。射流脉冲喷头是一种基于射流附壁切换原理实现全圆喷洒的新型旋转式喷头,结构简易耐用、性能优良。本研究为增加射流脉冲喷头的品种与系列设计了进口直径20 mm的射流脉冲喷头,并对其流道结构进行优化,对其旋转驱动结构进行改进,为射流脉冲喷头的后续研究提供参考。具体研究内容如下:（1）通过负载反馈射流脉冲技术,结合射流元件进口宽度与流速关系,考虑结构参数间比值动态变化,确定射流脉冲喷头射流元件区结构。设计五因素四水平正交试验,进行十六次数值模拟,以脉冲效果和进口流量为评价标准,最终确定当进口宽度为6 mm,且位差比为0.375～0.450、劈距比为5～8、侧壁倾角为9°～12°、射流元件出口宽比为1.2～1.8时射流元件区脉冲效果最优、进口流量最小,因此对射流脉冲喷头整体结构参数优化应在该取值范围基础上进行。（2）添加因素弯头曲率半径比、喷管直径、主副喷管相对长度、主副喷嘴直径,设计两组正交试验,通过五十次数值模拟对喷头整体结构参数进行优化。以进口流量、出口流速和压力振幅为评价指标,采用综合评分法和极差分析法对试验结果进行分析。正交试验优化后得出喷头最优流道结构参数为位差比0.475、劈距比10、侧壁倾角11°、射流元件出口宽度比2、弯头曲率半径比9、喷管直径8 mm、主副喷管相对长度7×7、主副喷嘴直径5 mm×5 mm。对最优流道结构参数喷头在0.20 MPa、0.25 MPa、0.30 MPa、0.35 MPa四种压力下数值模拟得到压力振幅为0.036 MPa～0.068 MPa、进口流量为2.431 m~3/h～3.216m~3/h,均满足试验要求。（3）在分析了喷头旋转驱动原理后,设计圆弧型、直板型、半圆锥型、棱锥型四种内驱动喷嘴结构和一种摩擦力较小的密封旋转机构。开展了四种内驱动喷嘴在0.20 MPa～0.35 MPa四种压力下的水力性能试验,试验结果为射程15.2 m～17.1 m、进口流量2.172m~3/h～3.190 m~3/h、喷灌强度2.969 mm/h～3.543 mm/h、喷灌均匀度60.1%～85.4%,综合对比各项水力性能指标,最终明确棱锥型喷嘴性能最优。因此设计三因素三水平共九组正交试验优化棱锥型内驱动喷嘴结构,采用极差分析法对试验结果进行分析,得出结构参数对喷灌均匀度的影响顺序为宽度＞厚度＞长度,最优棱锥型喷嘴结构为长度4.7 mm,厚度8mm,宽度角120°。（4）开展最优结构射流脉冲喷头与同参数摇臂式喷头在0.20 MPa～0.35 MPa压力下水力性能对比试验,试验结果为:在0.20 MPa～0.25 MPa压力下射流脉冲喷头射程大于摇臂式喷头0.6%～1.2%、喷灌均匀度大于摇臂式喷头1.04%～1.49%,在0.30 MPa～0.35 MPa压力下射程小于摇臂式喷头1.5%～1.7%、喷灌均匀度小于摇臂式喷头0.96%～2.76%。在0.20 MPa～0.35 MPa压力下射流脉冲喷头进口流量较摇臂式喷头降低14.0%～19.3%、喷灌强度降低11.6%～15%。两种喷头的射程与喷灌均匀度差距较小,但射流脉冲喷头的进口流量和喷灌强度明显优于摇臂式喷头,因此可以认为在0.20 MPa～0.35 MPa下射流脉冲喷头的整体水力性能要优于摇臂式喷头。